DE2150683A1 - Procedure for removing dust - Google Patents
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- B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
- B01D47/06—Spray cleaning
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01D—SEPARATION
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Description
Priorität: v.13.Okt.1970 in USA Serial No.: 80 483 Priority: Oct. 13, 1970 in USA Serial No .: 80 483
Die Erfindung betrifft das Unterdrücken und Sammeln von Staub und spezieller die Verwendung einer wässrigen, sich ausdehnenden Lösung zum Zwecke der Staubsammlung oder Staubunterdrückung.The invention relates to suppressing and collecting Dust and more specifically the use of an aqueous, expanding solution for the purpose of dust collection or Dust suppression.
Staubunterdrückung und Staubsammlung stehen in Beziehung zueinander, doch handelt es sich um unterschiedliche Verfahren. Das Staubsammeln besteht in der Entfernung feinteiliger,.fester Materie aus einem Gas, in dem diese feinteilige Materie suspendiert ist. Staubunterdrückung bezeichnet das Verhindern oder Vermindern des Umfangs, indem feinteilige, feste Materie in einem Gasf gewöhnlich in Luft, suspendiert wird. Im letzteren Fall kann die feinteilige, feste Materie entweder bereits existieren oder als ErgebnisDust suppression and dust collection are related, but they are different processes. Dust collection consists in removing finely divided, solid matter from a gas in which this finely divided matter is suspended. Dust suppression refers to the preventing or reducing the extent by finely divided solid matter in a gas f usually in air, is suspended. In the latter case, the finely divided solid matter can either already exist or as a result
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verschiedener mechanischer Operationen gebildet werden, wie beim Zerreiben, Vermählen, Schneiden, Zerstoßen, Explodieren u.dergl. Die Erwünschtheit von Verfahren zur Staubsammlung und Staubunterdrückung ist insoweit bekannt, als Staub, der bei einer Vielzahl verschiedener industrieller Verfahren gebildet wird, eine der Hauptursachen für Luftverschmutzung ist.various mechanical operations, such as grinding, grinding, cutting, crushing, exploding and the like The desirability of procedures for dust collection and dust suppression is known to the extent that as dust generated in a variety of different industrial processes, a major cause of Air pollution is.
Eine Vielzahl von Verfahren und Apparaturen kennt man zur Staubsammlung, wie Trägheits- und elektrostatische Niederschlagapparaturen, Packungsschichtfilter u.dergl. Eine der üblicheren Formen von Staubentfernungsapparaturen ist der sogenannte Gaswäscher. Gaswäscher, die eine Flüssigkeit, gewöhnlich Wasser, benützen, um die Entfernung von Verunreinigungen aus einem Gasstrom zu unterstützen, bezeichnet man in der Technik als Feuchtgaswäscher. Feuchtgaswäscher sind grundsätzlich von zwei verschiedenen Typen, dem Niederenergietyp und dem Venturityp. Die Niederenergietypen führen das staubhaltige Gas entweder durch die Flüssigkeit in einem verengten Durchgang, durch eine Platte oder Packung, auf der ein Flüssigkeitskörper gehalten wird, oder durch ein oder mehrere Kammern, die mit Sprüheinrichtungen versehen sind. Die Niederenergie-Feuchtgaswäscher enthalten somit offene Sprühtürme, gepackte Türme, Feuchtzentrifugentürme oder Zyklontürme, Wäscher mit durchfluteten Schichten, Wäscher mit Öffnungen und dynamische Feuchtwäscher. Ein Zyklonwäscher benützt beispielsweise ein Verfahren, bei dem das staubhaltige Gas in eine kegelförmige oder zylindri-A large number of methods and apparatus are known for collecting dust, such as inertial and electrostatic precipitation apparatus, Packing layer filter and the like. One of the more common forms of dust removal apparatus is the so-called gas scrubbers. Gas scrubbers that use a liquid, usually water, to remove contaminants Support from a gas flow is referred to in technology as a wet gas scrubber. Wet gas scrubber are basically of two different types, the low energy type and the venturityp. The low energy types lead the dusty gas either through the liquid in a narrowed passage, through a plate or packing, on which a body of liquid is held, or by one or more chambers that are provided with spray devices are. The low-energy wet gas scrubbers thus contain open spray towers, packed towers, wet centrifuge towers or cyclone towers, scrubbers with flooded layers, scrubbers with openings and dynamic wet scrubbers. A Cyclone scrubbers, for example, use a process in which the dust-containing gas is converted into a conical or cylindrical
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sehe Kammer eintritt und diese axial verläßt. Wegen der Richtungsänderung des Gasstromes werden die Staubteilchen zu der Innenfläche der Wand der Kammer geschleudert, von der sie zum Boden der Kammer tropfen. Um die Teilchenaus fallneigung zu erhöhen, gelangt das Gas durch Flüssigkeitssprühnebel, gewöhnlich aus Wasser, auf seinem Weg durch die Kammer.see chamber enters and leaves it axially. Because of the Change of direction of the gas flow, the dust particles are thrown towards the inner surface of the wall of the chamber, from which they drip to the bottom of the chamber. In order to increase the tendency towards particle failure, the gas passes through liquid spray, usually made of water on its way through the chamber.
Venturiwäscher benützen ein Venturirohr für das Vermischen von staubbeladenem Gas und der Waschflüssigkeit, indem das Gas mit hoher Geschwindigkeit mit der eingespritzten Flüssigkeit in das Venturirohr gepreßt wird. Solche Wäscher umfassen die sogenannten Trocken- und Feuchtventuriwaseher, die Wäscher mit überfluteten Scheiben und Ejektorventuriwäscha: einschließen. Der geraeinsame Nenner aller dieser Feuchtgaswäscher sowohl des Niederenergietyps wie auch des Hochenergietyps ist ihr Zweck, der natürlich darin besteht, suspendierte feste, feinteilige Materie aus einem Gasstrom zu entfernen, sowie ihre Verwendung einer Flüssigkeit, gewöhnlich von Wasser, um dies zu bewirken, und zwar hauptsächlich durch Anhaften der Staubteilchen an die Flüssigkeitströpfchen, mit denen sie in Kontakt kommen.Venturi scrubbers use a venturi tube to mix dust-laden gas and scrubbing liquid by the gas is forced into the venturi at high speed with the injected liquid. Such washers include the so-called dry and wet venturiwashes, the washers with flooded windows and ejector venturi washers: lock in. The common denominator of all these wet gas scrubbers, both of the low-energy type and of the High energy type is their purpose, which is of course to remove suspended solid, finely divided matter from a gas stream as well as their use of a liquid, usually water, to effect this, mainly by adhering the dust particles to the liquid droplets with which they come in contact.
Eine detaillierte Beschreibung der meisten verschiedenen Feuchtgaswäscher, die derzeit verwendet werden, findet sich in Chem.Eng. 75 10/14, Seite 152 ff. (1968). Jedoch ist ein Verständnis des mechanischen Betriebs dieser verschiedenen Typen von Trenneinrichtungen nicht wichtig fürA detailed description of most of the different wet gas washers currently in use can be found in Chem. Eng. 75 10/14, page 152 ff. (1968). However, an understanding of the mechanical operation of these is different Types of separators not important for
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diese Erfindung. Der wesentliche Faktor ist die Benützung einer Flüssigkeit bei diesen Apparaturen, um die Staubteilchen zum Aneinanderheften zu bringen, um so ihre Entfernung aus einem Gasstrom zu erleichern. Wegen seine^zahlreichen erwünschten Eigenschaften wird Wasser beinahe uni1-versell als Feuchtgaswäscherflüssigkeit verwendet. Jede Modifizierung des Wassers, die dessen Neigung verbessert, die Staubteilchen zum Anhaften aneinander zu bringen, würde natürlich die Wirksamkeit der Waschoperation verbessern.this invention. The essential factor is the use of a liquid in these apparatuses to cause the dust particles to adhere to one another so as to facilitate their removal from a gas stream. Because of its many desirable properties ^ water is almost 1 -versell used uni as a wet scrubber liquor. Any modification of the water that improves its tendency to cause the dust particles to adhere to one another would of course improve the effectiveness of the washing operation.
Staubunterdrückung ist ein anderes Gebiet, das weitgehend von Flüssigkeiten Gebrauch macht, und wiederum gewöhnlich von Wasser, um die feinteilige, feste Materie zum Anhaften aneinander zu bringen. Es ist häufig erforderlich, Anhäufungen feinteiliger Materie "anzufeuchten", um zu verhindern, daß diese Materie weggeblasen oder anderweitig in der Atmosphäre suspendiert wird. Beispielsweise produziert eine große Zahl industrieller Verfahren Nebenprodukte in der Form eines Feinpulvers. Dieses Produkt wird gewöhnlich in großen Haufen gelagert, die periodisch angefeuchtet, d.h. mit Wasser besprüht werden müssen, um zu verhindern, daß Mengen eines solchen Pulvers in der Atmosphäre suspendiert werden und dadurch ein Verschmutzungsproblem ergeben. Eines der Probleme bei der Verwendung von Wasser ist das, daß es häufig wegläuft, verdampft und/oder in das Innere der Haufen des feinteiligen Materials tröpfelt. Eine Modifizierung von Wasser, die dessen Verdampfung und Weglaufneigung vermindert, wäre daher eine Verbesserung von dessen Brauch-Dust suppression is another area that makes extensive use of liquids, and again it is common of water to make the finely divided, solid matter stick to one another. There is often a need for agglomerations "moisten" finely divided matter in order to prevent this matter from being blown away or otherwise in the atmosphere is suspended. For example, a large number of industrial processes produce by-products in the mold of a fine powder. This product is usually stored in large piles which are periodically moistened, i.e. with water must be sprayed to prevent quantities of such powder from being suspended in the atmosphere and thereby give rise to a pollution problem. One of the problems with the use of water is that it often runs away, evaporates, and / or into the interior of the heaps of the finely divided material trickles. A modification of water that reduces its evaporation and tendency to run away, would therefore be an improvement of its custom
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- 5 barkeit auf diesem Anwendungsgebiet.- 5 availability in this field of application.
Wie oben aufgezeigt wurde, produzieren schließlich viele mechanische Bearbeitungsverfahren, wie Bohren, Schneiden, Aufwühlen, Schleifen, Mahlen, Explodierenlassen u.dergl. große Mengen an Staub, die in der Luft suspendiert werden und somit efa Problem für den Arbeiter in diesem Bereich darstellen. Diese verschiedenen in Beziehung zueinander stehenden Verfahren können allgemein in die Kategorie des Bearbeitens eingeordnet werden. Ein besonders bekanntes Gebiet, bei dem diese Probleme auftauchen, ist das der Bergwerke, besonders der Kohlebergwerke. Wenn eine Kohleader unter Tage in Stücke geeigneter Größe zur Entfernung mit modernen Bergwerkmaschinen oder durch Explosivladungen zerbrochen wird, werden ebenfalls große Mengen an Kohlestaub produziert, die in der Bergwerkatmosphäre suspendiert werden. Dieser suspendierte Kohlestaub ist die Ursache für die "Schwarzlunge" unter den Bergwerksarbeitern. Um die Bildung von suspendiertem Staub zu vermindern, wird Wasser auf die feste Kohle dort aufgesprüht, wo die Bergwerksmaschinen arbeiten, um Staubteilchen während ihrer Bildung herunterzuwaschen und zu verhindern, daß sie in der Luft suspendiert werden. Ein Be- · sprühen der Wand von Kohlebergwerken unmittelbar vor kohleaufwerfenden Explosionen unterstützt ebenfalls die Verhinderung einer Staubbildung. Dieses Besprühen erfolgt zweckmäßig nicht nur af den Bergwerkswänden an und nahe dem Punkt der Explosion oder der Bearbeitung, sondern auch aufAs shown above, many mechanical machining processes, such as drilling, cutting, Churning, grinding, grinding, exploding and the like. large amounts of dust suspended in the air and thus pose a problem for the worker in this area. These different in relation to each other standing processes can generally be classified under the category of machining. A particularly well-known one The area where these problems arise is that of mines, particularly coal mines. if a coal wire underground into pieces of suitable size for removal with modern mining machinery or by explosive charges is broken, large amounts of coal dust are also produced in the mine atmosphere be suspended. This suspended coal dust is the cause of the "black lung" among the Miners. To reduce the formation of suspended dust, water is added to the solid charcoal Sprayed where the mining machinery works to wash down and remove dust particles as they form prevent them from being suspended in the air. Spraying the wall of coal mines immediately before coal-throwing ones Explosions also help prevent dust formation. This spraying is expedient not only on the mine walls at and near the point of explosion or machining, but also on
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den Wänden des oder der Schächte, die von dem Punkt der Explosion oder Bearbeitung wegführen. Der Zweck hiervon ist natürlich, Kohlestaubteilchen aufzunehmen, die gegen die Schachtwände stoßen, wenn sie durch den Schacht unter der Kraft der Explosion geblasen werden. Außerdem ist es erwünscht, die Wände der gesamten Bergwerksschächte, die tatsächlich in Benützung sind, zu befeuchten. Diese Schachtwände sind gewöhnlich mit Staub bedeckt, und die durch das Vorbeiführen von Maschinen verursachte Vibration bewirbt, daß dieser Staub losgeschüttelt und in der umgebenden Luft suspendiert wird. Irgendeine Modifizierung von Wasser, die die Neigung eines Anhaftens der Staubteilchen an der festen Kohle und auch an den anderen Kohlestaubteilchen erhöht und die ihre Verdampfungsneigung vermindert, würde wiederum die Zahl solcher Teilchen, die in der Luft suspendiert wird und suspendiert bleibt, vermindern.the walls of the shaft or shafts leading away from the point of explosion or machining. The purpose of this is natural to pick up coal dust particles that hit the shaft walls as they pass through the shaft be blown by the force of the explosion. In addition, it is desirable to have the walls of the entire mine shafts that are actually in use. These shaft walls are usually covered with dust, and those through the Machine-induced vibration advertises that this dust is shaken loose and into the surrounding air is suspended. Any modification of water that has a tendency for the dust particles to adhere to the solid Coal and also on the other coal dust particles would be increased and their tendency to evaporate would in turn be reduced reduce the number of such particles that become and remain suspended in the air.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Staubsammlung oder -zusammenballung und zur Staubunterdrückung zu bekommen. Besonders ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Staubsammlung und Staubunterdrtickung zu erhalten, die wenigstens zum Teil durch Kontakt des Staubes mit Wasser erreicht wird.It is therefore an object of the present invention to provide an improved one To obtain methods of dust collection or agglomeration and dust suppression. Special is one The aim of the invention to obtain an improved method for dust collection and dust suppression that at least is achieved in part by contact of the dust with water.
Weitere Ziele und Vorteile werden aus der Beschreibung der Erfindung nachfolgend offenbar.Other objects and advantages will become apparent from the description of the invention below.
Wenn Wasser so modifiziert werden könnte, daß dessen Affini-If water could be modified so that its affinity
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tat zu feinteiliger Materie verbessert wird, d.h., die Neigung von Staubteilchen, an dem Wasser, mit dem sie in Kontakt kommen, anzuhaften, würde, wie oben aufgezeigt wurde, die Wirksamkeit der bekannten Verfahren zur Staubunterdrückung und Staubsammlung wesentlich verbessert werden. In gleicher Weise ist es erwünscht, die Verdampfungsneigung von Wasser, und in vielen Fällen auch dessen Fließfähigkeit, d.h. dessen Neigung, auf vertikalen oder geneigten Flächen abzulaufen, zu vermindern. Es wurde nun nach der vorliegenden Erfindung gefunden, daß wässrige, sich ausdehnende Lösungen, die etwa 0,5 bis 6,0 Gew.-% wasserlösliches Vinylalkoholpolymer und etwa 0,5 bis 6,0 Gew.-% Alkalimetallborat enthalten, bei der Staubunterdrückung und Staubsammlung oder -zusammenballung besser als Wasser allein sind. Diese Überlegenheit ist nicht nur auf die größere Anhaftungsneigung der wässrigen, sich ausdehnenden Lösung zurückzuführen, sondern auch auf deren geringere Neigung, zu verdampfen und/oder abzulaufen, im Vergleich mit Wasser.did to fine-particle matter is improved, i.e., the Tendency of dust particles to appear on the water with which they enter Coming into contact with adhering would, as indicated above, reduce the effectiveness of the known methods of dust suppression and dust collection can be significantly improved. In the same way it is desirable to determine the tendency of water to evaporate, and in many cases also its flowability, i.e. to reduce its tendency to walk on vertical or inclined surfaces. It was now after of the present invention found that aqueous, expanding solutions that are about 0.5 to 6.0% by weight water soluble Vinyl alcohol polymer and about 0.5 to 6.0 wt% alkali metal borate for dust suppression and dust collection or agglomeration is better than water alone. This superiority isn't just due to that greater tendency of the aqueous, expanding solution to adhere to it, but also to its lower tendency Tendency to evaporate and / or run off compared to water.
Wie oben aufgezeigt wurde, ist eine große Vielzahl von Apparaturen, die Wasser benützen, veirfügbar, um StauHieilchen aus Gasströmen zu entfernen. Die wässrigen, sich ausdehnenden Lösungen nach der vorliegenden Erfindung können vorteilhafterweise an Stelle von Wasser in einer solchen Apparatur, beispielsweise in Feuchtgaswäschern, benützt werden, wobei die einzigen Modifikationen dieser Apparaturen darin bestehen, daß eine etwas viskosere Flüssig-As indicated above, a wide variety of apparatus which utilize water are available to remove shrimps to remove from gas streams. The aqueous expanding solutions of the present invention can advantageously used in place of water in such an apparatus, for example in humid gas scrubbers the only modifications of this apparatus are that a somewhat more viscous liquid
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keit als Wasser gepumpt werden muß. Wenn die Staubsammelapparatur eine Sprühvorrichtung für Wasser benützt, kann die sich ausbreitende Lösung außerhalb gebildet und dann der Apparatur zugeführt oder stattdessen in situ entwickelt werden, wie nachfolgend erklärt wird.than water needs to be pumped. If the dust collecting apparatus uses a spray device for water, the spreading solution is formed outside and then fed to the apparatus or instead developed in situ as explained below.
Es wurde gefunden, daß sich eine ausbreitende Lösung im wesentlich? augenblicklich bildet, wenn getrennte wässrige Lösungen von Alkaliborat und Polyvinylalkohol in der Form konvergierender Ströme der betreffenden Lösungen zusammengebracht werden. Unter solchen Umständen ist die Sprühflüs- ■ sigkeit einer sich ausbreitenden Lösung, mit der das Staubteilchen enthaltende Gas in Kontakt kommt, im wesentlichen identisch mit der Sprühflüssigkeit, die gebildet wird, wenn eine vorher gebildete sich ausbreitende Lösung auf das Staubteilchen enthaltende Gas gesprüht wird. Es wurden aber die mechanischen Probleme, die bei der Handhabung einer sich ausdehnenden Lösung auftreten, vermieden, da eine solche Lösung außerhalb aller mechanischer Verteilereinrichtungen und erst unmittelbar vor dem ersten Kontakt der sich ausdehnenden Lösungen mit den Staubteilchen gebildet wird. In Staubsammelapparaturen, die nicht eine Sprühflüssigkeit, sondern ein Becken oder eine andere im wesentlichen stehende Flüssigkeitsmasse benützen, durch die oder über die das die Staubteilchen enthaltende Gas gehen muß, wie bei einem Wäscher mit Öffnungen, ist es vergleichsweise unwichtig, ob die sich ausdehnende Lösung außerhalb oder in situ inIt has been found that an escalating solution essentially? Forms instantaneously when separated aqueous Solutions of alkali borate and polyvinyl alcohol are brought together in the form of converging streams of the respective solutions will. In such circumstances, the spray liquid is a spreading solution with which the dust particle containing gas comes into contact, essentially identical to the spray liquid that is formed when a pre-formed spreading solution is sprayed onto the gas containing dust particles. But it was the mechanical problems associated with handling an expanding solution are avoided as such Solution outside of all mechanical distribution facilities and only immediately before the first contact of the expanding ones Solutions with the dust particles is formed. In dust collection equipment that does not contain a spray liquid, but use a basin or some other essentially standing body of liquid through which or over which the die Gas containing dust particles must go, as in a scrubber with openings, it is comparatively unimportant whether the expanding solution is outside or in situ in
der Staubsammelapparatur gebildet wird.the dust collecting apparatus is formed.
Die Ausdrücke "Sprühflüssigkeit" und "Strom" werden hier gegeneinander austauschbar benützt. In einigen Fällen wird ein Unterschied zwischen diesen beiden Ausdrücken gemacht, je nachdem, ob die fragliche Flüssigkeit in der Form eines kontinuierlichen Flüssigkeitsstromes oder in der Form mehr oder weniger getrennter Flüssigkeitsteilchen, die in Luft dispergiert sind, d.h. als Gemisch, auftritt. Ein solcher Unterschied ist zum Zwecke der vorliegenden ErfMnng technisch nicht wesentlich, und daher sollen die Ausdrücke "Strom" oder "Sprühflüssigkeit" beide einen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom oder eine mit Luft dispergierte Flüssigkeit bezeichnen.The terms "spray liquid" and "current" are used interchangeably here. In some cases a distinction is made between these two expressions depending on whether the fluid in question is in the In the form of a continuous flow of liquid or in the form of more or less separated liquid particles, dispersed in air, i.e. as a mixture. Such a difference is for the purpose of the present The invention is not technically essential and therefore the terms "stream" or "spray liquid" are intended to both combine denote continuous flow of liquid or a liquid dispersed with air.
Die Größe der Staubteilchen, die zur Verwendung der sich ausdehnenden Lösungen nach der Erfindung entfernt werden können, kann so klein wie 0,5 ,u im Durchmesser sein, je nach der Konstruktion der Gaswäscherapparatur. Es gibt keine maximale Teilchengröße, obwohl in der Praxis Teilchen mit einem Durchmesser größer als 1 mm allgemein besser mit anderen Apparaturen als Feuchtgaswäschenn aus Gasströmen entfernt werden.The size of the dust particles that are removed for use in the expanding solutions of the invention can be as small as 0.5 µ in diameter, depending on the design of the scrubber apparatus. There is no maximum particle size, although in practice particles larger than 1 mm in diameter are generally better can be removed from gas streams using equipment other than wet gas scrubbing.
Wenn man die sich ausdehnenden Lösungen nach der vorliegenden Erfindung als Staubunterdrücker benützt, werden solche Lösungen gewöhnlich auf die Oberfläche eines MaterialsWhen the expanding solutions of the present invention are used as dust suppressors, they become Solutions usually on the surface of a material
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(nachfolgend Substrat genannt) aufgesprüht, das bereits in feinteiliger Form vorliegt oder irgendeiner mechanischen Bearbeitung unterzogen werden soll, wie beispielsweise Abscheren, Schneiden, Mahlen, Zerstoßen, Schleifen, Explodieren u.dergl., was die Bildung feiner Teilchen verursacht.(hereinafter referred to as substrate) sprayed on that already is in finely divided form or any mechanical To be subjected to machining, such as shearing, cutting, grinding, crushing, grinding, exploding and the like, which cause the formation of fine particles.
Die bereits in feinteiliger Form vorliegenden Substrate, welche mit Vorteil mit den sich ausdehnenden Lösungen nach der vorliegenden Erfindung befeuchtet werden können, sind ziemlich unbegrenzt, wobei die einzige Begrenzung natürlich darin besteht, daß das Material im wesentlichen "wasserunlöslich ist. Mit Vorteil können daher feinteilige pflanzliche und anorganische Materialien, wie Erz, Getreide, Textilrohfasern u.dergl., behandelt werden.The substrates, which are already present in finely divided form, which can be advantageously moistened with the expanding solutions of the present invention fairly unlimited, the only limitation, of course, being that the material be substantially "water-insoluble" is. Finely divided vegetable and inorganic materials such as ore, grain, raw textile fibers and the like can be treated.
Wenn die sich ausbreitenden Lösungen . nach der Erfindung auf*, mit dem Staub, wie beispielsweise Kohlestaub, beschichtete Wände von Bergwerksschächten und Tunnels aufgesprüht werden, sind sie besonders erwünscht. Wasser allein läuft ab, und selbst das Wasser, das tatsächlich auf den Wänden bleibt, verdampft. Die vorliegenden sich ausbreitenden Lösungen haften nicht nur leicht an den Wänden an, sondern nach dem Verdampfen der wässrigen Komponente derselben bilden sie einen im wesentlichen undurchlässigen Überzug bder eine Haut, die aus den hichtwässrigen Komponenten der sich ausbreitenden Lösung bestehen.When the spreading solutions. according to the invention on *, coated with the dust, such as coal dust Walls of mine shafts and tunnels are sprayed on, they are particularly desirable. Water alone will drain, and even the water that actually remains on the walls will evaporate. The present spreading Solutions not only easily adhere to the walls, but after evaporation of the aqueous component of the same they form a substantially impermeable coating over a skin, which is made up of the non-aqueous components of the spreading solution.
Wenn ein brüchiges Substrat vor einer mechanischen Bearbei-If a brittle substrate is to be subjected to mechanical processing
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tung behandelt wird, ist wiederum die einzige Begrenzung die, daß das Substrat im wesentlichen unlöslich in der sich ausdehnenden Lösung ist. Eine solche Behandlung ist besonders vorteilhaft im Falle von Kohlebergwerken, wo die Bergwerkswände am Punkt der Bearbeitung oder Explosion und daran angrenzend, d.h. in nächster Nachbarschaft, mit der wässrigen sich ausdehnenden Lösung nach der vorliegenden Erfindung besprüht -warden. Der Ausdruck"benachbart" bezeichnet Wandoberflächen in einem Abstand von bis zu 30 m vom Punkt der Bearbeitung aus. Wie oben angedeutet wurde, können alle Bergwerkswände in Schächten oder Tunnels, die tatsächlich im Betrieb sind, vorteilhafterweise mit sich ausbreitender Lösung besprüht werden. Die wässrige sich ausbreitende Lösung bildet auf den Bergwerkswänden einen klebrigen Überzug, der nicht wie Wasser abläuft und leicht an den Wänden haftet und irgendwelche Staubteilchen, die dagegen schlagen, zum Anhaften bringt. Wegen ihrer Klebrigkeit vermindert die sich ausbreitende Lösung im wesentlichen die Staubbildung an dem Punkt der Explosion unter Bearbeitung. Wenn in Wasser gekühlte Maschinen benützt werden, kann das Kühlen stattdessen mit wässriger, sich ausdehender Lösung erfolgen, wobei man diese sich ausdehnende Lösung leicht an den Punkt der Bearbeitung bringt, wo der Staub entwickelt wird. Die Bildung wird vorzugsweise in zwei getrennten Kombinationsgemischen mit Luftdruck auf der Stelle der Bearbeitung aufgesprüht, um den Kohlestaub abzufangen, wenn dieser gebildet wird. Anderes Arbeiten, bei dem das brüchige Substrat vorteilhafterweise mit sichtreatment is again the only limitation that the substrate is essentially insoluble in the expanding solution. One such treatment is particularly advantageous in the case of coal mines where the mine walls are at the point of machining or explosion and adjacent thereto, i.e. in close proximity, with the aqueous expanding solution according to the present invention Invention sprayed -warden. The term "adjacent" refers to wall surfaces spaced up to 30 m from the point of processing. As indicated above, all mine walls can be placed in shafts or tunnels, which are actually in operation are advantageously sprayed with spreading solution. The watery Spreading solution forms a sticky coating on the mine walls that does not run off like water and easily adheres to the walls and causes any dust particles beating against them to adhere. Because Because of its stickiness, the spreading solution essentially reduces dust formation at the point of explosion under construction. If water-cooled machines are used, the cooling can be done with water-based ones instead expanding solution, taking this expanding solution easily to the point of processing where the Dust is developed. The formation is preferably in two separate combination mixtures with air pressure sprayed at the point of machining to catch the coal dust as it is formed. Other work, in which the brittle substrate is advantageously carried along with it
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ausbreitender Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung beschichtet werden kann, schließen beispielsweise Bauxit-, Rutil- und Zinnbergwerke sowie Steinbrüche und Säge-Werke ein.spreading solution according to the present invention include, for example, bauxite, Rutile and tin mines as well as quarries and sawmills.
Die Aufbringungsmenge der sich ausbreitenden Lösung variiert natürlich mit dem zu behandelnden Substrat. Gewöhnlich liegt eine geeignete Aufbringungsmenge bei etwa 200 bis 4000 cm3/™2 Substrat (0,5 bis 10 Gallonen/100 Quadratfuß). Man sollte jedoch beachten, daß dia obere Grenze der Aufbringung im allgemeinen sich nur nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten bestimmt. Die untere Grenze wird durch die Staubbiläungsneigung des Substrats und dem erwünschten oder erforderlichen Grad der Staubunterdrückung bestimmt. Im allgemeine ist der Grad an Staubunterdrückung umso größer, je mehr Lösung aufgebracht wird.The amount of spreading solution applied will of course vary with the substrate being treated. Usually a suitable application rate is about 200 to 4000 cm 3 / ™ 2 substrate (0.5 to 10 gallons / 100 square feet). It should be noted, however, that the upper limit of application is generally determined only from an economic point of view. The lower limit is determined by the tendency of the substrate to form dust and the degree of dust suppression desired or required. In general, the more solution that is applied, the greater the degree of dust suppression.
Natürlich kann die sich ausbreitende Lösung in der Weise hergestellt werden, daß man getrennt voneinander Borat und Polyvinylalkohol zu einem gerührten und vorzugsweise erhitzten wässrigen Lösungsmittel zusetzt oder indem man getrennte wässrige Polyvinylalkohol- und wässrige Boratlösungen miteinander vereinigt. Stattdessen kann die sich ausbreitende Lösung auch aus zusammenfließenden Strömen einer Boratlösung und einer Polyvinylalkohollösung unmittelbar vor der Ablagerung des vereinigten Stromes auf demOf course, the spreading solution can be prepared in such a way that borate is separated from one another and adding polyvinyl alcohol to a stirred and preferably heated aqueous solvent or by adding separate aqueous polyvinyl alcohol and aqueous borate solutions combined. Instead, the The spreading solution also consists of confluent streams of a borate solution and a polyvinyl alcohol solution prior to the deposition of the combined stream on that
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Substrat gebildet werden, d.h., bei derMethode nach der vorliegenden Erfindung würden in diesem Fall die getrennten wässrigen Lösungen von Alkaliborat und Polyvinylalkohol getrennt, gewöhnlich in Tanks oder ähnlichen Behältern gelagert werden, obwohl für bestimmte Bearbeitungen großen Maßstabs auch andere Behälter, wie Teiche, benützt werden können.Substrate, i.e. the method of the present invention would, in this case, separate the aqueous solutions of alkali borate and polyvinyl alcohol separately, usually in tanks or similar containers can be stored, although other containers, such as ponds, are also used for certain large-scale operations can.
Wenn es erwünscht ist, die sich ausbreitende Zusammensetzung für eine Behandlung brüchiger Substrate zu benützen, um deren Staubbildungsneigung zu vermindern, werden zusammenfließende Ströme der beiden Lösungen auf das Substrat aufgesprüht. Die beiden Ströme bilden beim Zusammenkommen im wesentlichen augenblicklich die viskose, sich ausdehnende Lösung mit den oben erwähnten Staubunterdrückungseigenschaften. Das Zusammenkommen der beiden Ströme kann an irgendeinem Punkt zwischen dem Verlassen der Verteilerapparatur uiidem Punkt, an dem die Ströme auf das Substrat auftreffen, erfolgen, da, wie oben gesagt, die sich ausbreitende Lösung sich fast augenblicklich bildet. Vorzugsweise werden die Ströme so «usammengeführt, daß sie die sich ausbreitende Lösung sobald wie möglich nach dem Verlassen der .Abgabeapparatur bilden. Dies erreicht man am leichtesten, indem man zwei einander unmittelbar benachbarte Düsen.benützt, die so geformt und angebracht sind, daß die aus den betreffenden Düsen austretenden Ströme im wesentlichen unmittelbar danach zusammentreffen. Stattdessen können die beiden Düsen konzentrisch angeordnet sein, wobei eine äußereWhen it is desired to use the spreading composition to treat fragile substrates to prevent their To reduce the tendency to form dust, confluent streams of the two solutions on the substrate sprayed on. The two streams, when they come together, essentially instantaneously form the viscous, expanding one Solution with the above-mentioned dust suppression properties. The convergence of the two streams can occur at any point between exiting the manifold apparatus At the point at which the currents strike the substrate, there, as stated above, the spreading Solution forms almost instantly. The currents are preferably brought together in such a way that they form the spreading Form the solution as soon as possible after leaving the delivery device. The easiest way to do this is to by using two directly adjacent nozzles, which are shaped and mounted so that the streams emerging from the nozzles in question are essentially immediate then meet. Instead, the two nozzles can be arranged concentrically, with an outer one
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Düse im wesentlichen koaxial konzentrisch um eine innere Düse angeordnet ist und die Austrittsöffnungen beider Düsen im wesentlichen konzentrisch und aneinander angrenzend angeordnet sind. Die genaue Art und Weise, in der das Zusammenfließen der Ströme erreicht wird, ist nicht wesentlich, da es nur erforderlich ist, daß das Zusammenfließen an irgend einem Punkt vor oder sogar auf dem Substrat erfolgt, wie oben gesagt wurde. Der Vorteil einer Benützung einer sich ausbreitenden Lösung, die unmittelbar vor ihrer Aufbringung auf den zu behandelnden Substrat gebildet wird, ist der, daß die sich ausbreitende Lösung nicht mit mechanischen Einrichtungen gehandhabt werden muß, d.h., das Zusammenfließen der beiden Ströme erfolgt außerhalb der Abgabemechanismen .Essentially coaxially concentric about an inner nozzle The nozzle is arranged and the outlet openings of the two nozzles are essentially concentric and adjacent to one another are arranged. The precise manner in which the confluence of the currents is achieved is not essential, since it is only necessary that the confluence take place at some point in front of or even on the substrate, as was said above. The benefit of using a spreading solution that is immediately prior to its Application formed on the substrate to be treated is such that the spreading solution does not use mechanical Facilities must be handled, i.e. the confluence of the two streams occurs outside of the dispensing mechanisms .
Diese Konstruktion konvergierender oder, konzentrischer Düsen wird auch zweckmäßig in den oben beschriebenen modifizierten Feuchtgasv/äsehern benützt, um in situ die Eildung der sich ausbreitenden Sprühlösung zu erhalten.This construction is more converging or more concentric Nozzles are also expediently used in the modified humid gas vials described above in order to prevent the formation in situ the spreading spray solution.
Die Pump- oder andere Lösungsüberführungseinrichtung, die benützt wird, um die zusammenfließenden Ströme zu versprühen, ist eine Sache der Auswahl, und es kann irgenceine herkömmliche Einrichtung benützt werden, die derzeit zur Verfugung steht zum Vasprühen im wesentlichen nicht korrodierender, wässriger Lösungen eines weiten Viskositätsbereiches.The pumping or other solution transfer device that is used to spray the confluent streams, is a matter of choice, and irgence a conventional facility can be used that is currently available stands for spraying essentially non-corrosive, aqueous solutions of a wide viscosity range.
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Diese getrennten Ströme können, wie oben gesagt, die Form von Gemischen haben, die durch Luftdruck vorangetrieben werden, um einen Schaum zu ergeben, der besonders geeignet ist, Staub abzufangen, welcher von einem Werkzeug üüi der Bearbeitung eines brüchigen Substrates gebildet wird.As stated above, these separate streams can be the Have form of mixtures propelled by air pressure to give a foam that is particularly suitable for catching dust that comes from a tool üüi formed by processing a fragile substrate will.
Die sich ausdehnenden Lösungen nach der vorliegenden Erfindung enthalten etwa 0,5 bis 6,0 Gew.-% Polyvinylalkohol und etwa 0,5 bis 6,0 Gew.-% Alkaliborat. Wenn die sich ausbreitende Lösung vor der Verwendung gebildet wird, werden die geeigneten Mengen an Borat und Polyvinylalkohol entweder gleichzeitig oder nacheinander bloß zu Wasser zugesetzt, vorzugsweise unter Erhitzen und Rühren. Im Falle, wo man eine solche sich ausbreitende Lösung ,lurch die ivor-ibination zweier getrennter Lösungen als fließende Ströme, ggf. bei unterschiedlichen Fließgeschwinüigkeiten, erhält, kann die Arbeitskonzeniration an Polyvinylalkohol und Borat in den betreffenden getrennten Lösungen vor ihrer Vereinigung nicht rat Genauigkeit angegeben v.Terden. Unterstellt man, daß gleiche Volumenteile der beiden Lösungen miteinander vareiiigt werden, könnten die Konzentrationen des Polyvinylalkohol und Borats in den betreffenden getrennten Lösungen zwischen 1,0 und 12,o Cew.-S variieren, was bei der Vereinigung die gewünschte Endkonzentration von 0,5 bis 6,0 Gew.-% ergäbe, jl.s ist natürlich nicht erforderlich, daß dieThe expanding solutions of the present invention contain about 0.5 to 6.0 weight percent polyvinyl alcohol and about 0.5 to 6.0 weight percent alkali borate. If the spreading solution is formed prior to use, the appropriate amounts of borate and polyvinyl alcohol are added either simultaneously or sequentially merely to water, preferably with heating and stirring. In the case where such a spreading solution is obtained by the ivorination of two separate solutions as flowing streams, possibly at different flow velocities, the working concentration of polyvinyl alcohol and borate in the separate solutions concerned cannot be stated precisely before they are combined v. T earth. Assuming that equal parts by volume of the two solutions are varied with one another, the concentrations of the polyvinyl alcohol and borate in the respective separate solutions could vary between 1.0 and 12, o Cew.-S, which when combined, the desired final concentration of 0.5 up to 6.0 wt .-%, jl.s is of course not necessary that the
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Konzentration an Polyvinylalkohol und Borat in dem vereinigten Strom identisch ist, da man sich ausdehnende Lösungen solange erhält, als beide Komponenten in dam vereinigten Strom jeweils in einer Konzentration im Bereich von 0,5 bis 6,0 Gew.-% vorliegen. Die bevorzugte Konzentration an Alkaliborat und Polyvinylalkohol in den sich ausbreitenden Lösungen nach der Erfindung liegt im Bereich von jeweils etwa 2,0 bis 6,0 Gew.-%.Concentration of polyvinyl alcohol and borate in the combined Strom is identical, since expanding solutions are obtained as long as both components are combined in the dam Current are each present in a concentration in the range from 0.5 to 6.0% by weight. The preferred concentration of alkali borate and polyvinyl alcohol in the spreading solutions of the invention is in the range of each about 2.0 to 6.0 wt%.
Um die Löslichieit des Borats in kaltem Wasser zu erhöhen, wurde es als vorteilhaft gefunden, zu dem Wasser vor oder gleichzeitig mit dem Borat 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Wassers in der sich ausbreitenden Lösung in der Endzusammensetzung, eines in Wasser löslichen märrwertigen C2- bis C, ,""Alkohols zuzusetzen.In order to increase the solubility of the borate in cold water it has been found advantageous to add 0.5 to 10% by weight to the water before or simultaneously with the borate, based on the weight of the water in the spreading solution, in the final composition , to add a water-soluble, water-soluble C 2 - to C, "" alcohol.
Im Falle, wo das Borat und der Polyvinylalkohol in getrennten Lösungen aufgelöst werden, die danach miteinander vereinigt werden, wird die Konzentration an mehrwertigem Alkohol, sogar als Borat, in der borathaltigen Lösung vor der Vereinigung mit der polyvinylalkoholhaltigen Lösung größer sein. Die Konzentration des mehrwertigen Alkohols in der Boratlösung sollte so sein, daß man eine Konzentration an Polyol in der sich ausbreitenden Lösung im Bereich von 0,5 bis 10,0 Gew.-%, vorzugsweise von 3,0 bis 7,0 Gew.-%, erhält.In the case where the borate and the polyvinyl alcohol are dissolved in separate solutions, which then together are combined, the concentration of polyhydric alcohol, even as borate, in the borate Solution must be larger before combining with the polyvinyl alcohol-containing solution. The concentration of the polyvalent The alcohol in the borate solution should be such that there is a concentration of polyol in the spreading solution in the range from 0.5 to 10.0% by weight, preferably from 3.0 to 7.0% by weight.
Der Ausdruck "wasserlöslicher mehrwertiger Alkohol", wie erThe term "water-soluble polyhydric alcohol", such as him
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in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, bedeutet einen nichtaromatischen C2 bis C,2-Polyhydroxykohlenwasserstoff, d.h. ein Alkan, Alken, Cycloalkan oder Cycloalken mit 2 bis 8 Hydroxylgruppen. Der Ausdruck "wasserlöslich", wie er hier für solche Polyole verwendet wird, bedeutet, daß das Polyol in Wasser zu wenigstens 25 Gew.-% bei 25°C löslich ist.is used in the present specification means a non-aromatic C 2 to C, 2 -Polyhydroxykohlenwasserstoff, an alkane, alkene, cycloalkane or cycloalkene having from 2 to 8 hydroxyl groups, ie. The term "water-soluble" as used herein for such polyols means that the polyol is at least 25% by weight soluble in water at 25 ° C.
Beispiele geeigneter wasserlöslicher, nichtaromatischer C2 bis C12-Polyole sind Äthylenglycol, Diäthylenglycol, Triäthylenglycol, Trimethylenglocyl, Mono- und Dipropylenglycol, Glycerin,Erythrit, Pentaerythrit, Trimethyloläthan und Trimethylolpropan, Arabit, Adonit, Xylit, Mannit, Sorbit, Idit, Dulcit, Mono- und Disaccharide, Glucose, Dextrose, Fructose, Sucrose usw. sowie verschiedene leomere Cyclohexantriole und n-Hexantriole. Am meisten bevorzugt sind Glucose, Enzose (Handelsname der Com Products Co.) und Sucrose.Examples of suitable water-soluble, non-aromatic C 2 to C 12 polyols are ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, trimethylene glycol, mono- and dipropylene glycol, glycerol, erythritol, pentaerythritol, trimethylolethane and trimethylolpropane, arabitol, adonitol, xylitol, mannitol Mono- and disaccharides, glucose, dextrose, fructose, sucrose, etc. as well as various leomeric cyclohexanetriols and n-hexanetriols. Most preferred are glucose, enzose (trade name of Com Products Co.) and sucrose.
Der Ausdruck "Alkaliborat", wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, betrifft nicht nur Alkalisalze der üblichen Borsäuren, d.h. Tetraborsäure, H 2 B4O7' Metaborsäure, HBO-, und Orthoborsäure, H3BO3, sondern auch die Salze der anderen Borsäuren, wie ΗοΒ2°4' H2B6°lof H2B12°19' H6B4°9 xm(^L ^6B8°15* 1^ *" ^er AusnanIne der Metaboratsalze und Orthoboratsalze besitzen solche Alkaliborate die allgemeine Formel M2O^mB3O3, worin M ein AlkalimetallThe term "alkali borate" as used in the present description relates not only to alkali salts of the usual boric acids, ie tetraboric acid, H 2 B 4 O 7 'metaboric acid, HBO and orthoboric acid, H 3 BO 3 , but also the salts of the other boric acids, such as Η ο Β 2 ° 4 ' H 2 B 6 ° lo f H 2 B 12 ° 19' H 6 B 4 ° 9 xm ( ^ L ^ 6 B 8 ° 15 * 1 ^ * "^ er AusnanIne of the metaborate salts and orthoborate salts, such alkali borates have the general formula M 2 O ^ mB 3 O 3 , where M is an alkali metal
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und m eine Zahl von 1 bis 4 bedeutet. Hydrate der oben aufgezählten Boratsalze sind ebenfalls geeignet.and m is a number from 1 to 4. Hydrates of the borate salts listed above are also suitable.
Es kann entweder ein einzelnes Boratsalz oder irgendein Gemisch hiervon verwendet werden. Gewöhnlich erhält man bei der Verwendung eines Gemisches von Boraten keine zusätzlichen Vorteile. Obwohl noch andere Alkalimetallsalze als Natrium- und Kaliumsalze verwendet werden können, sind solche aus wirtschaftlichen Gruden doch nicht bevorzugt. Either a single borate salt or any mixture thereof can be used. Usually one obtains no additional advantages when using a mixture of borates. Although other alkali metal salts As sodium and potassium salts can be used, those are not preferred for economic reasons.
Das bevorzugte Borat ist Borax, d.h. Natriumtetraboratdecahydrat. The preferred borate is borax, i.e. sodium tetraborate decahydrate.
Der Ausdruck "wasserlösliches Vinylalkoholpolymer", wie er hier verwendet wird, bedeutet Vinylalkoholpolymere, bei denen bis zu 50 % der Hydroxylgruppen durch Methoxy-, Äthoxy-, Acetyl-, Propionyl- oder Butyrylreste ersetzt sind, d.h., der Ausdruck meint teilweise verätherten oder veresterten Polyvonylalkohol. Die Methoxy- und Äthoxyätherreste können unsubstituiert oder mit Hydroxylgruppen oder Carboxylgruppen substituiert sein. Die Acetyl-, Propionyl- und Butyrylreste können ebenfalls unsubstituiert oder durch Halogen oder Hydroxyl substituiert sein. Vorzugsweise werden nicht mehr als etwa 2O % der Polyvinylalkoholhydroxylgruppen durch die oben erwähnten Ätheroder Esterreste ersetzt. Der Ausdruck "wasserlöslich" bedeutet, daß das Polymer wenigstens zu 5,0 Gew.-% in Was-The term "water-soluble vinyl alcohol polymer" as used herein means vinyl alcohol polymers, in which up to 50% of the hydroxyl groups are replaced by methoxy, Ethoxy, acetyl, propionyl or butyryl radicals replaced are, i.e. the term means partially etherified or esterified polyvonyl alcohol. The methoxy and ethoxy ether residues can be unsubstituted or substituted with hydroxyl groups or carboxyl groups. The acetyl, Propionyl and butyryl radicals can likewise be unsubstituted or substituted by halogen or hydroxyl. Preferably, no more than about 20% of the polyvinyl alcohol hydroxyl groups will be replaced by the above-mentioned ether or ester residues. The term "water soluble" means that the polymer is at least 5.0% by weight in water
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~\ ser bei Raumtemperatur löslich ist, obwohl in einigen Fällen ein Erhitzen des Wassers auf eine höhere Temperatur bis zu 95°C erforderlich sein kann, um das Polymer anfänglich zu lösen.~ \ ser is soluble at room temperature, although in some Cases a heating of the water to a higher temperature up to 95 ° C may be necessary to make the polymer to resolve initially.
Die bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendeten Vinylalkoholpolyraere können daher durch die allgemeine Strukturformel Those used in the method of the invention Vinyl alcohol polyraers can therefore by the general structural formula
CH2 - CHCH 2 - CH
OROR
wiedergegeben werden, worin χ im Bereich von etwa 1200 bis etwa 5OOO, vorzugsweise zwischen 1600 und 3000, liegen kann und R ein Wasserstoffatom, eine »ethyl- , äthyl-, acetyl-, propionyl-, butyryl-, hydroxylsubstituierte oder carboxylsubstituierte Methyl- oder iithylgruppe oder eine halogensubstituierte oder hydroxylsubstituierte Acetyl-, Propionyl- oder Butyrylgruppe bedeutet und worin wenigstens 50 % der Gruppen R Wasserstoffatome sind. Die wasserlöslichen Vinylalkoholpolymere nach der vorliegenden Erfindung können Molekulargewichte im Bereich von etwa 50 000 bis etwa 54 OOO und vorzugsweise im Bereich von etwa 70 000 bis 2OO OOO besitzen. Wie oben aufgezeigt wurde, sind vor-are reproduced, wherein χ in the range from about 1200 to about 500, preferably between 1600 and 3000, are can and R is a hydrogen atom, an »ethyl, ethyl, acetyl, propionyl, butyryl, hydroxyl-substituted or carboxyl-substituted methyl or iithyl group or a halogen-substituted or hydroxyl-substituted acetyl, propionyl or butyryl group and wherein at least 50% of the groups R are hydrogen atoms. The water-soluble vinyl alcohol polymers of the present invention Molecular weights can range from about 50,000 to about 54,000, and preferably in the range of about 70,000 to 2OO OOO own. As shown above, there are
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- 2ο zugsweise wenigstens 80 % der Gruppen R Wasserstoffatome.- 2ο preferably at least 80% of the groups R are hydrogen atoms.
Vinylalkoholpplymere erhält man in herkömmlicher Weise durch Polymerisieren von Estern von Vinylalkohol und ggf. abschließendes Verseifen der Estergruppen. Um die Polymere nach der vorliegenden Erfindung herzustellen, in denen bis zu etwa 50 % der Gruppen R Acylgruppen sind, polymerisiert man den entsprechenden Vinylester, um den Polyvinylester zu bekomme'n, in dem alle Gruppen R Acylreste sind, worauf man dann diesen Polyvinylester teilweise oder vollständig verseift und dabei 50 % oder mehr der Acylgruppen entfernt. Beispielsweise zur Herstellung von Polyvinylalkohol mit einem Gehalt von 20 % Acetylgruppen wurde Polyvinylacetat zu 80 % verseift, wobei die restlichen 20 % Acetylgruppen unverseift bleiben. Zur Herstellung der Methoxy- und Äthoxyätherderivate von Polyvinylalkohol würde man ein voll verseiftes Material, d.h. Polyvinylalkohol mit 98 oder mehr Prozent Hydroxylgruppen erhalten, indem man einen Polyvinylester im wesentlichen vollständig verseift und sodann bis zu dem erwünschten Grad verethert, d.h., es können bis mmximal etwa 50 % der Hydroxylgruppen veräthert werden, indem man übliche Veratherungsmittel, wie Diazomethan, Dimähylsulfat oder Diäthylsulfat, verwendet .Vinyl alcohol polymers are obtained in a conventional manner by polymerizing esters of vinyl alcohol and optionally final saponification of the ester groups. To make the polymers of the present invention in which to about 50% of the groups R are acyl groups, the corresponding vinyl ester is polymerized to form the polyvinyl ester to get'n, in which all groups R are acyl residues, whereupon this polyvinyl ester can be partially or completely saponified, removing 50% or more of the acyl groups. For example, for the production of polyvinyl alcohol With a content of 20% acetyl groups, 80% of polyvinyl acetate was saponified, with the remaining 20% Acetyl groups remain unsaponified. For the preparation of the methoxy and ethoxy ether derivatives of polyvinyl alcohol would a fully saponified material, i.e. polyvinyl alcohol with 98 or more percent hydroxyl groups, is obtained by a polyvinyl ester is essentially completely saponified and then etherified to the desired degree, i.e., up to a maximum of about 50% of the hydroxyl groups can be etherified by using conventional etherification agents, such as diazomethane, dimethyl sulfate or diethyl sulfate, used .
Dieses Experiment wurde so angelegt, um im Vergleich dieThis experiment was designed to compare the
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Wirksamkeit eines Feuchtgaswäschers mit überströmter Schicht jeweils unter Verwendung von Wasser und sich ausbreitender Lösung nach der Erfindung als Staubkontaktflüssigkeiten zu testen. Die mit Staub beladene Atmosphäre wurde durch das Absaugsystem einer Möbelverarbeitungsanlage geliefert und enthielt 800 ppm Staub. Die Staubteilchen umfaßten hauptsächlich Holzstaub und kleine Mengen Lack, Papier und Schmirgelsand. Ein Standardfeuchtgaswäscher mit überströmter Schicht und mit einer Kapazität von 10 m Luft/min wurde benützt. Die maximale Teilchengröße betrug etwa 0,1 mm. Unter Verwendung von Wasser als Kontaktflüssigkeit besaß die den Wäscher verlassende Luft einen Staubgehalt von etwa 150 ppm. Wenn das Wasser durch die sich ausbreitende Lösung mit einem Gehalt von 1 1/2 % 98+ %-ig hydrolysiertem Polyvinylalkohol mit einem Molekulargewicht von 125 000, 2 % Borax uns 2 % Sucrose unter im übrigen gleichen Behandlungsbedingungen ersetzt wurde, besaß das ausströmende Gas einen Staubgehalt von nur 22 ppm.Effectiveness of a wet gas scrubber with an overflowing layer, each using water and spreading To test solution according to the invention as dust contact liquids. The dust laden atmosphere was delivered through the exhaust system of a furniture processing plant and contained 800 ppm dust. The dust particles Mainly comprised of wood dust and small amounts of varnish, paper, and emery sand. A standard wet gas scrubber with overflowing layer and with a capacity of 10 m air / min was used. The maximum particle size was about 0.1 mm. Using water as the contact liquid, the air leaving the scrubber possessed a dust content of about 150 ppm. When the water through the spreading solution with a content of 1 1/2% 98+% hydrolyzed polyvinyl alcohol with a molecular weight 125,000, 2% borax and 2% sucrose were replaced under otherwise identical treatment conditions, the outflowing gas had a dust content of only 22 ppm.
Ein Erzverarbeitungsverfahren lieferte als Nebenprodukt eine rerichliche Menge feinteiligen Magnesiumsilicate, das in Haufen oder Kugeln gelagert wurde. Briesen oder das Vorbeifahren von Lastwagen verursachte, daß Mengen dieses feinteiligen Magnesiums!likats in der umgebenden Atmosphäre suspendiert wurden, wobei die in diesem Bereich arbeitendenAn ore processing operation produced a copious amount of finely divided magnesium silicates as a by-product, which was found in Pile or bullets was stored. Briesen or the passing of trucks caused crowds of this to be finely divided Magnesium! Likats in the surrounding atmosphere were suspended, with those working in this area
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Personen beeinträchtigt wurden. Versuche, diese Neigung eines Teils des MagnesiumsiliKats, in die Atmosphäre zu gehen, durch Besprühen eines der Haufen mit Wasser zu vermindern, war so gut wie erfolglos, da daa Wasser schnell ablief oder in den Haufen sickerte oder verdaiffe. Danach wurde eine Lösung auf den Haufen aufgesprüht, die 2 % Kaliummetaborat und 3 1/2 % 80 %-iges hydrolysiertes Polyvinylacetat (80 % Hydroxylgruppen, 2O % Acetylgruppen} k mit einem Molekulargewicht von etwa 95 000 enthielt. Diese sich.ausbreitende Lösung bildete einen viskosen, klebrigen Überzug, der nicht in den Haufen des Magnesiumsilikats einsickerte, viel langsamer als reines Wasser verdampfte und nach dem Verdampfen über dem Magnesiumsilikat eine dünne durchscheinende Haut bildete, die verhinderte, daß dieses in Form von Wolken an die Atmosphäre abgegeben wurde und diese verschmutzte.People were affected. Attempts to reduce this tendency for some of the magnesium silicate to go into the atmosphere by spraying one of the piles with water have been virtually unsuccessful, as the water drained quickly or seeped into the pile or dissolved. A solution containing 2% potassium metaborate and 3 1/2% 80% hydrolyzed polyvinyl acetate (80% hydroxyl groups, 20% acetyl groups) with a molecular weight of about 95,000 was then sprayed onto the heap. This spreading solution formed a viscous, sticky coating that did not seep into the heap of the magnesium silicate, evaporated much more slowly than pure water and after evaporation formed a thin, translucent skin over the magnesium silicate, which prevented it from being released into the atmosphere in the form of clouds dirty.
Ein Kohleblock wurde mit einer sich drehenden Sägeschelbe von 3000 U/min bearbeitet. Die Bearbeitung lieferte reichliche Meigen an Kohlestaub an der Schneidfläche der Scheibe. Die Verwendung von Wasser, das auf die Schneidfläche der Scheibe aufgesprüht wurde, verminderte die Staubbildung, konnte diese aber nicht vollständig verhindern. Wenn das Sprühwasser durch eine Lösung ersetzt wurde, die durch Aufsprühen zweier sich vermischender Sprühf lüssigkeitert auf. die Kohleschneidfläche produziert wurde, wobei eine dieserA coal block was made with a rotating saw blade machined from 3000 rpm. The machining provided copious amounts of coal dust on the cutting surface of the disc. The use of water sprayed on the cutting surface of the disc reduced dust formation, but could not completely prevent this. When the water spray has been replaced with a solution made by Spray on two mixing sprays of liquid. the carbon cutting surface was produced, being one of these
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beiden Lösungen 3 1/2 % Borax in Wasser und die andere 3 1/2 % 98+ %-igen hydrolysieren Polyvinylalkohol mit einem Molekulargewicht von 125 OOO in Wasser enthielt, bekam man ein schaumartiges Gel, das die Bildung staubhaltiger Luft völlig verhinderte. Die durch das Schneiden gebildeten Staubteilchen hafteten an der sich&usbreitenden Lösung an, die die Oberfläche des Kohleblocks und die unmittelbar an der Schnittfläche angrenzenden Teile der Sägebank bedeckte.both solutions 3 1/2% borax in water and the other 3 1/2% 98+% hydrolyze polyvinyl alcohol contained a molecular weight of 125,000 in water, a foam-like gel was obtained, which caused the formation of dust Air completely prevented. The dust particles formed by the cutting stuck to the spreading one Solution that covers the surface of the carbon block and the parts of the directly adjacent to the cut surface Saw bench covered.
Die relative Feuchtigkeit in Kohfcbergwerken hat allgemein einen Mittelwert von mehr als 90 %, und daher sollte ein Verglefii der Wirksamkeit von Wasser und sich ausbreitender Lösung beim Befeuchten von Bergwerkswandoberflächen unter Bedingungen hoher relativer Feuchtigkeit durchgeführt werden. Zwei Kohleblöclle mit jeweils staubenden Oberflächen wurden in Wasser bzw. in eine Lösung eingetaucht, die 1 1/2 % zu 80 % hydrolysiertes Polyvinylacetat (80 % Hydroxylgruppen, 20 % Acetylgruppen) mit einem Molekulargewicht von etwa 95 000 und 1,75 % Borax enthielt, und dann wurden sie in einen geschlossenen Ex^ikator gegeben, der eine Wasserpfanne enthielt. Nach 4 Tagen fühlte sich der Kohleblock, der in Wasser eingetaucht war, feucht oder klebrig-feucht an. Reiben dieses Kohleblocks mit einem weißen Tuch entfernte jedoch reichliche Staubmengen. Der Kohleblock, der in die sich ausbreitende Lösung nach der Erfindung eingetaucht worden war, besaß einen Über-The relative humidity in coal mines is generally an average of more than 90%, and therefore a comparison of the effectiveness of water and spreading Solution carried out when wetting mine wall surfaces under conditions of high relative humidity will. Two coal blocks each with dusty surfaces were immersed in water or in a solution containing 1 1/2% to 80% hydrolyzed polyvinyl acetate (80% Hydroxyl groups, 20% acetyl groups) with a molecular weight of about 95,000 and 1.75% borax, and then they were placed in a closed ex ^ icator, which contained a pan of water. After 4 days, the carbon block that was immersed in water felt damp or sticky and damp. However, rubbing this carbon block with a white cloth removed copious amounts of dust. The carbon block that had been immersed in the spreading solution according to the invention had an over-
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zug aus viskosem, gelartigen"} Material, das nur schwierig durch Reiben mit einem Tuch zu entferrm war, und wenn durch hartes Reiben dieser Überzug entfernt wurde, nahm die Lösung den gesamten Kohlestaub mit sich, so daß ein nachträgliches Reiben eines Teils der Blockoberfläche, von der die Lösung entfernt worden war, im wesentlichen keinen Kohlestaub auf dem Tuch bildete.train of viscous, gel-like "} material, which is difficult could be removed by rubbing with a cloth, and when this coating was removed by hard rubbing, took off the solution all the coal dust with it, so that subsequent rubbing of part of the block surface, of after the solution had been removed, substantially no carbon dust formed on the cloth.
Ein dritter Kohleblock wurde in die gleiche sich ausbreitende Lösung eingetaucht und in der Atmosphäre stehengelassen. Nach 27 Stunden waren die wässrigen Komponenten der Lösung im wesentlichen vollständig verdampft. Der Kohleblock war jedoch noch im wesentlichen vollständig mit einem dünnen Film von Polyvinylalkohol und Borax bedeckt, der obwohl trocken, sich nicht abschälte. Bei mildem Reiben der Blockoberfläche löste sich kein Kohlestaub. Wenn die Blockoberfläche heftig gerieben wurde, schälte sich der überzug ab und nahm wesentliche Mengen Kohlestaub mit sich. Ein Reiben der Oberfläche des Blockes, von dem der überzug entfernt worden war, ergab, daß etwas Kohlestaub auf dem Tuch erschien, jedoch wesentlich weniger als wenn Wasser allein als Sprühflüssigkeit verwendet wurde, selbst wenn der mit Wasser besprühte Elock bei etwa 100 % relativer Feuchtigkeit gehalten v/urde. Wenn Wasser allein auf den Kohleblock gesprüht und der Block außerhalb des LxsiBators stehencx— lassen wurde, war die Blockoberfläche in wesentlich woniger als 1 Stunde vollständig trocken, und di/ StauboborflacheA third coal block was expanding into the same Solution immersed and allowed to stand in the atmosphere. After 27 hours the aqueous components were in the solution essentially completely evaporated. The carbon block, however, was still essentially complete with a thin one Film covered by polyvinyl alcohol and borax which, although dry, did not peel off. With gentle rubbing of the block surface no coal dust came off. If the block surface was rubbed vigorously, the coating peeled off and took with it substantial quantities of coal dust. A rubbing of the surface of the block from which the coating is removed found that some coal dust appeared on the cloth, but much less than if water alone was used as the spray liquid even when the Elock was sprayed with water at about 100% relative humidity held v / urde. If water alone is sprayed on the carbon block and the block is outside the isolator cx— was left, the block surface was completely dry in significantly less than 1 hour, and di / dustobor surface
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EAD ORIGINALEAD ORIGINAL
war im wesentlichen identisch mit der des unbehandelten Blockes.was essentially identical to that of the untreated Blocks.
Ein Holzmodell, das einen Bergwerksschacht simulieren sollte, wurde aus Sperrholz gebaut. Das Modell bestand aus einem Z-förmigen Schacht von 6 cm Breite und 6 cm Höhe, wobei die drei Abschnitte des "Z" jeweils 31 cmA wooden model that was supposed to simulate a mine shaft was built from plywood. The model passed from a Z-shaped shaft 6 cm wide and 6 cm high, the three sections of the "Z" each being 31 cm
3 lang waren. Am äußersten Ende des "Z" wurden etwa 164 cm Kohlestaub von einem Siebstück gehalten. Ein Feuerwerkskörper von 5 χ 0,5 cm wurde in diesen Staubhaufen eingetaucht, und durch eine kleine öffnung in der Wand des simulierten BergwerksSchachtes gezündet. Dabei ging der Feuerwerkskörper los. Die Kraft dar Explosion sprühte den Kohlestaub durch den Abschnitt des"a", in dem der Feuerwerkskörper und der Kohlestaub lagen und durch den Mittelabschnitt des "Z", wobei einige kleine Teilchen des Staubs auch an der Wand des dritten Abschnittes erschienen, der von dem Kohlestaub am weitesten entfernt lag. Der vorgetäuschte Bergwerksschacht wurde dann auseinandergenommen und sauber gerieben. Eine identische Kohlestaubmenge und der gleiche Feuerwerkskörper und das gleiche Haltesieb wurden dann in die gleiche Lage gebracht. Die von dem Kohlestaub wegführenden Schachtwände wurden jedoch mit einer Lösung beschichtet, die 1 1/2 % Polyvinylalkohol, 2 % Borax und 2 % Glycerin enthielt. In diesem Fall ergab die Explosion des Feuerwerkskörpers Kohlestaubablagerungen in dem3 were long. At the far end of the "Z", about 164 cm of coal dust was held by a sieve. A firecracker of 5 χ 0.5 cm was immersed in this dust heap, and through a small opening in the wall of the simulated mine shaft ignited. The fireworks went off. The force of the explosion sprayed him Coal dust through the section of the "a" where the fireworks and the coal dust lay and through the middle section of the "Z", leaving some small particles of the dust also appeared on the wall of the third section, which was farthest from the coal dust. The pretended one Mine shaft was then dismantled and rubbed clean. An identical amount of coal dust and the same fireworks and retaining screen were then placed in the same position. The one from the coal dust However, the walls leading away from the shaft were coated with a solution containing 1 1/2% polyvinyl alcohol, 2% borax and contained 2% glycerin. In this case, the fireworks explosion resulted in coal dust build-up in it
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ersten Abschnitt und in etwa einem Drittel des Weges durch den zweiten Abschnitt. Es war absolut kein Kohlestaub in dem dritten Abschnitt des "Z". Dieses Experiment zeigt klar, daß das Beschichten der Wände von Kohlebergwerken mit der sich ausbreitenden Lösung nach der vorliegenden Erfindung vor der Bearbeitung des Schachtes die Menge an Kohlestaub wesentlich vermindert, die in der Bergwerkatmosphäre suspendiert wird und durch die Bergwerksschächte wandert und damit die Arbeiter, die danach in den Bergwerksschacht einfahren müssen, natürlich wesentlich beeinträchtigt.first section and about a third of the way through the second section. It was absolutely no coal dust in the third section of the "Z". This experiment clearly shows that coating the walls of Coal mines with the spreading solution of the present invention prior to working the The shaft significantly reduces the amount of coal dust that is suspended in and through the mine atmosphere the mine shaft moves and with it the workers who then have to drive into the mine shaft, of course significantly impaired.
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